安全性和續(xù)航能力仍是未來高集成度可穿戴設(shè)備的挑戰(zhàn)

高集成度及大數(shù)據(jù)的應(yīng)用
未來幾年，我們將會(huì)看到可穿戴設(shè)備集成越來越多的運(yùn)動(dòng)和環(huán)境傳感器，以及新興的生物傳感器。生物傳感器現(xiàn)已應(yīng)用于獨(dú)立的可穿戴醫(yī)學(xué)監(jiān)護(hù)儀，而且許多消費(fèi)類設(shè)備現(xiàn)在都提供心率測(cè)量功能。但在接下來的幾年內(nèi)，消費(fèi)設(shè)備將集成更廣泛的生物傳感器，如測(cè)量血氧量、血壓和血糖水平的光譜傳感器，以及確定出汗水平和pH值的皮膚電阻感應(yīng)傳感器。

　　隨著生物傳感器使用數(shù)量的增加，以及其所收集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性的提高，我們將看到消費(fèi)與醫(yī)療應(yīng)用領(lǐng)域的融合。健身和生活方式設(shè)備將從消費(fèi)裝置發(fā)展到提供醫(yī)療級(jí)數(shù)據(jù)。因此，你所收集的跟蹤健康和運(yùn)動(dòng)水平的信息，可與你的醫(yī)生或自動(dòng)醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)共享，以便在癥狀出現(xiàn)前給出預(yù)警。這樣，人們就能在情況還不太嚴(yán)重、更易于實(shí)施和更有可能成功的時(shí)候，提早尋求治療或適當(dāng)改變生活方式。

Dialog公司產(chǎn)品營(yíng)銷經(jīng)理 同偉

　　目前許多公司都在開發(fā)用于醫(yī)療服務(wù)的數(shù)據(jù)共享云基礎(chǔ)設(shè)施，可穿戴設(shè)備是這些基礎(chǔ)設(shè)施的天然伙伴。隨著可穿戴設(shè)備變得越來越常見和先進(jìn)，我們將有可能整理和分析來自數(shù)百萬人積累多年的健康、健身及生活方式匿名信息。除了揭示深層的健康趨勢(shì)，這些巨大的數(shù)據(jù)集還能揭示疾病是如何發(fā)生的(所謂“超早期醫(yī)療”)。這有助于實(shí)現(xiàn)早期干預(yù)，以最大限度減小疾病所帶來的財(cái)務(wù)、社會(huì)及個(gè)人影響。

安全及續(xù)航能力的挑戰(zhàn)

　　隨著可穿戴設(shè)備收集越來越多的敏感信息，并逐漸成為全面的數(shù)字自我，隱私和數(shù)據(jù)安全將變得至關(guān)重要。特別是在涉及醫(yī)療數(shù)據(jù)的情況下，消費(fèi)者將要求最高級(jí)別的數(shù)據(jù)安全保護(hù)，而隨著消費(fèi)者的消息越來越靈通，這將成為影響購(gòu)買決定的關(guān)鍵因素。

　　因此，數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和傳輸都必須有安全保障。第一代聯(lián)網(wǎng)可穿戴設(shè)備大多依靠其所選擇連接技術(shù)的內(nèi)在安全協(xié)議，比如藍(lán)牙低功耗(Bluetooth? low energy / BLE)。最新版本的藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)(藍(lán)牙4.2)提供更高的安全性，但由于藍(lán)牙設(shè)備的數(shù)量巨大，安全算法被黑客攻破的風(fēng)險(xiǎn)始終存在。

　　可穿戴設(shè)備制造商必須考慮獨(dú)立的數(shù)據(jù)加密措施。Dialog針對(duì)可穿戴設(shè)備的解決方案采用專用硬件加密引擎提供銀行級(jí)安全性(包括蘋果HomeKit支持)，利用端到端加密來保證個(gè)人數(shù)據(jù)的安全。即使藍(lán)牙安全協(xié)議被破解，所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)仍然是加密的。

　　IDC和GMI的研究一再表明，電池續(xù)航時(shí)間已成為消費(fèi)者購(gòu)買電池供電式便攜產(chǎn)品的第一考慮因素。典型鋰聚合物充電電池的容量只有40～100 mAh。在此情況下，要為包含多個(gè)傳感器的可穿戴設(shè)備供電幾天時(shí)間，意味著需要降低系統(tǒng)所有部件的功耗，包括傳感器、系統(tǒng)、通信硬件和軟件。傳感器技術(shù)在不斷進(jìn)步并降低功率需求。Dialog通過集應(yīng)用與通信硬件于一體的藍(lán)牙低功耗SoC(例如新的SmartBond DA14680和DA14681)，在系統(tǒng)總功耗方面不斷取得進(jìn)步。由于采用創(chuàng)新的電源管理和RF技術(shù)，這些產(chǎn)品在典型藍(lán)牙事件下的電流消耗僅為1 mA左右。

能量采集和無線充電

　　可穿戴設(shè)備的終極目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)持續(xù)的監(jiān)測(cè)。這意味著需要找到一種可為設(shè)備供電，但又無需卸下進(jìn)行充電(或更換電池)的方法。兩個(gè)顯而易見的方法是能量采集和無線充電。

　　對(duì)于能量采集，光伏電池和采集雜散RF信號(hào)是很有潛力的技術(shù)。振動(dòng)能量采集及熱電發(fā)電也是可能的，但由于人類動(dòng)作的頻率及人體四周的溫差是有限的，這意味著其潛力非常有限。有些制造商已經(jīng)開始研究能量采集在可穿戴設(shè)備中的應(yīng)用，例如Misfit與Swarovski開展合作，開發(fā)并生產(chǎn)出了通過太陽能供電的健康監(jiān)測(cè)首飾。然而，由于我們對(duì)可穿戴設(shè)備的功能要求不斷增加，能量采集似乎很難成為始終開啟的可穿戴設(shè)備的唯一電源，而有可能充當(dāng)輔助電源，幫助延長(zhǎng)主電池的續(xù)航時(shí)間。

　　無線充電則更有潛力成為主電源。由于可穿戴設(shè)備需要穿戴在身上，所以最有前途的選項(xiàng)是松散耦合無線充電，其中RF信號(hào)在一個(gè)延伸的區(qū)域內(nèi)向多個(gè)獨(dú)立設(shè)備供電，類似于Wi-Fi系統(tǒng)以無線方式將多個(gè)設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)相連。Dialog和Energous最近展示了針對(duì)這種系統(tǒng)的一個(gè)概念驗(yàn)證結(jié)果，其充電半徑可達(dá)10m。